はじめに
本CP Technologiesホワイトペーパーでは、RAIDについて説明します。 RAID（Redundant Array of Independent Disks）は、ハードディスク、1つまたは複数のコントローラカード、および組み込みソフトウェアの集合体で、ハードディスク上のデータストレージの信頼性と冗長性を向上させるものです。 RAIDには複数の種類があり、性能の向上やデータの信頼性の向上が図られています。 RAID番号、例えばRAID-5は、関係するドライブの数を表しているわけではありません。 最も一般的なRAIDの実装は0、-1、5です。 RAID は、ドライブのホットスワップ機能付きでもなしでも実装できます。
Adaptec や DPT などのほぼすべてのドライブ・コントローラ・メーカーから、RAID を実装できるさまざまなプラグイン・コントローラが提供されています。 これらのコントローラはすべてSCSIドライブとインターフェイスし、ISAおよびPCI構成で利用可能です。 PCI フォーマットは最も高いスループットを提供します。 IDE ドライブの RAID サポートは一般に利用できません。
あらゆる SCSI ドライブは RAID コントローラと一緒に使用でき、異なるドライブ メーカー、サイズ、スループットを同じバス上で使用できます。 追加情報については、コントローラの製造元に確認してください。 また、RAIDコントローラは、CDやテープドライブ、スキャナなどの外部アクセサリに接続する汎用ドライブコントローラとしても機能します。
RAID ドライブはシャーシに常設、取り外し可能な 5-1/4 インチキャリアにマウント、または外部ドライブベイにマウントし、ドライブ故障時に簡単にアクセスおよび交換ができるようにすることが可能です。 RAIDシステムがデータ保護と故障したドライブを交換するためにシステムをオフラインにする時間を提供することで、取り外し不可能なドライブの状況でも完全なRAID保護を実現することができます。 これは、高価なリムーバブルドライブキャリアを使用する代わりに、より安価で信頼性の高いオプションとなる可能性があることは確かです。 リムーバブルメディアについては、Kingston Technology Data Express および JMR Wildcat を参照してください。
RAID レベル定義
RAID 0 ストライピング
アクセスパフォーマンスを改善するために複数のドライブにわたってデータを書き込むことが可能です。 データの冗長性はありません。 例えば、4Megのファイルは1Megずつ4つのドライブに書き込まれます。 なお、1台のドライブに障害が発生すると、データにアクセスできなくなります。
RAID1ミラーリングは、プライマリドライブの完全コピーまたはミラーを提供し100％の冗長性を提供します。 1台のドライブが故障した場合、もう1台のドライブでデータに完全にアクセスできます。 同時読み取りが許可されていない限り、パフォーマンスの向上はありません。 2倍のドライブを購入する必要があることに注意してください。 1 つのコントローラは、1 つのバスでミラーリングを提供するか、または 2 つのコントローラを使用して、ドライブの冗長性とともにコントローラの冗長性を提供することができます。
RAID 2
Thinking Machines, Inc.が特許を取得した独自のアレイで、データを複数のドライブにビット単位で分割し、追加のドライブがパリティ情報を提供します。 大量のドライブが必要です。
RAID 3 Striping with Parity
パフォーマンスを改善した冗長性を提供します。 データは、複数のドライブで共有され、追加のドライブがパリティ情報を提供します。 データ・ストライピングはパフォーマンスを向上させますが、アレイにアクセスする際に同時読み取りが必要です。 データディスクの1つが故障した場合、パリティ情報を持つドライブを使用してデータを再構築することができます。 通常、3つのデータドライブと1つのパリティドライブで使用されます。
RAID 4 Striping with dedicated parity disk
Similar to RAID 3 except larger data blocks are striped and does not require the each drive for each access.小さなランダム書き込みは一般的に遅くなります。 RAID 5 ストライピングとパリティ
最も一般的な RAID 実装です。 データとパリティ情報の両方は、各ドライブがデータとパリティ情報の両方を保持する複数のドライブにまたがってストライピングされます。 この機能は、頻繁に使用するアプリケーションをキャッシュすることにより、システムのパフォーマンスと応答性を向上させます。 パフォーマンスを向上させながら、完全な冗長性を提供します。 RAID 6
RAID 7
Storage Technology, Inc.社独自の技術で、RAID 5の実装には3台のドライブが必要ですが、性能向上のためにそれ以上を使用できます。
General RAID Related Definitions
Hot Swapping は、システムの電源が投入されている間にアレイからドライブを取り外す機能を指します。 これは通常、ドライブ トレイ上の電源コネクタ ピンを信号ピンよりも長くし、データ バスのデータ グリッチを防止するために、まず信号を切断し、次に電源を切断する必要があります。
ウォームスワップは、ドライブがアレイから取り外されている間、ドライブアクセスを停止させるために使用することができます。 これは、通常、ドライブ アクティビティを一時停止するためのソフトウェア機能または「ボタン」です。 ホットスワップなしの低コストのリムーバブルドライブキャリアは、この構成で使用できます。
ホットスペアは、他のドライブのいずれかに障害が発生した場合に自動的にオンラインとなるアレイのバックアップドライブを提供します。 通常、アレイは、データ損失なしに1つのドライブ故障を許容するだけなので、ホットスペアドライブは、完全な故障の機会のウィンドウを縮小します。
SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) は、ドライブが自己分析を行い、コントローラに予測故障を伝達できる、予測故障分析システムです。
Dynamic Sector Repairは、RAIDシステムがドライブ上の故障したセクターを見つけ出し、透過的にデータを修復し、そのセクターを不良としてフラグを立て、将来のアクセスを防止することが可能です。